[发明专利]分布式并行控制声发射全波形记录的系统

说明书

技术领域

本发明涉及全波形记录采集分析领域，尤其涉及一种分布式并行控制声发射全波形记录的系统。

背景技术

声发射是介质在受到形变或外力作用时，因迅速释放弹性能量而产生瞬态应力波的一种物理现象。在构造物理实验中，可以把声发射现象当作地震的发生。因此，在地震模拟中，对声发射现象的数据记录和处理有着非常重要的作用。

由于岩石的声发射频率很高，为了获得更为精确的数据波形曲线，随着电子电工技术的发展，声发射现象时的数据的采样频率已增大到10MHz～40MHz，采样分辨率(或动态范围)也从8bit提高到12bit。

随着声发射空间定位需求的增长，声发射系的采样通道数也迅速扩展，从经典的8个通道增加到32通道。这些指标的大幅度提高有效地改善了对声发射波形的记录精度，但同时也使记录数据量猛增。这就会在数据传输和存储过程中产生大量“死时间”(所有数据需要从数据采集系统的高速缓存器中，通过通讯接口转移到计算机的外存储器上。数据转移需要占用相当的时间，在转移过程中，整个采集系统处于关闭等待状态，因此这段时间被称为“死时间”)。但是，在岩石失稳破坏阶段，声发射事件发生频度可能达到每秒钟上千次，可能产生的突发数据量将达到每秒几百万字节。从高速缓存器中把如此巨大的数据量高速转移到计算机的外存储设备上，会由于存在大量的死时间而造成丢失大量的声发射数据，使后续分析产生很大偏差。

传统的声发射系统基本采用单个数据通讯接口，在每次记录完成后，所有通道的数据都要通过这一个接口传输到计算机的外存器上去，这对接口速度提出了极高的要求，而且目前还没有哪种性能合适的技术可以选。

为了记录声道发射时的大量数据，现有的声发射记录仪的大体分为两种：

1、用半波形或者少量人工定义的波形据来代替全波形数据。这种方式会大大损失声发射波形数据所携带的信息，特别是在科学研究领域，那些常规定义的参数很不适用，而实验前一般也无法确定哪些参数合适。

2、加大静态存储器容量，增加采集器的缓存空间，使一段时间内的声发射波形不必转移，暂存在缓存里。然而，当缓冲空间装满后，转移的死时间会成倍增长。

上述两种方法虽然都在某种程度上避免了对大量数据存储速度过慢的弱点，在一定程度上减小了“死时间”，但是同时也会造成大量数据的丢失，对波形的恢复和分析研究带来了很大的问题，并且对于死时间的问题也没有从根本上得到解决。

综上所述，如何解决“死时间”问题同时不会造成大量数据的丢失便成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种分布式并行控制声发射全波形记录的系统，以解决声发射全波形记录的“死时间”问题以及造成大量数据的丢失问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种分布式并行控制声发射全波形记录的系统，其特征在于，包括：计算机机群采集装置、同步触发清零模块和同步数据转移控制模块，其中，

所述计算机机群采集装置是由至少3台子机组成，所述每台子机均包括：声发射传感器、前置放大器、数据采集模块、动态存储器和高速磁盘；其中，

所述声发射传感器与所述前置放大器相连接，并接收被测介质的声发射数据，将该声发射数据传送给所述前置放大器进行处理；

所述前置放大器与数据采集模块相连，所述数据采集模块与动态存储器相连，所述高速磁盘与所述动态存储器相连，所述前置放大器将处理后的该声发射数据传送给数据采集模块进行处理后发送给所述动态存储器进行存储，同时等待同步数据转移控制模块的指示，当接到指示后将声发射数据传送给所述高速磁盘进行存储；

所述同步触发清零模块，分别与所述计算机机群采集装置中的每台子机上的所述数据采集模块相连接，用于控制每台子机的同步触发清零；

所述同步数据转移控制模块，分别与所述计算机机群采集装置中的每台子机上的所述动态存储器和高速磁盘相连接，用于根据设置的指示分布式同步转移控制每台子机上的声发射数据通过所述动态存储器传送给所述高速磁盘进行存储。

进一步地，其中，所述数据采集模块包括：程控放大器、模/数转换器、静态随机存储器，其中，

所述程控放大器一端与所述前置放大器相连接，另一端与所述模/数转换器相连接，所述模/数转换器另一端与所述静态随机存储器相连接，所述静态随机存储器另一端与所述动态存储器相连接。

进一步地，其中，所述同步触发清零模块为NS级同步触发清零模块。

进一步地，其中，所述计算机机群采集装置采用32台子机组成。